電力綜合數據網建設規劃研究

國網安徽省電力公司淮北供電公司 程 浩 張 課 袁 瑜

電力綜合數據網建設規劃研究

國網安徽省電力公司淮北供電公司 程 浩 張 課 袁 瑜

電力綜合數據網將原有承載不同業務的若干個網絡規劃到一個網絡中，既便于統一規劃和管理，又提高資源利用率。然而，隨著電力網絡管理水平和自動化程度的增加，新建的綜合數據網將面臨著更大的挑戰。業務增多，對設備和帶寬的要求越來越高；多種業務承載在同一個網絡中，對網絡的安全性和穩定性也提出了極高的要求，否則一旦網絡出現故障，必將引起多種重要業務中斷，導致重大安全事故等。本文著重于研究綜合數據網的網絡傳輸方式，并對綜合數據網的組網方案和如何選擇設備類型進行闡述，力求保證新建網絡的暢通和安全穩定。

電力綜合數據網；建設規劃；組網方案

引言

近年來，伴隨我國經濟水平和科學技術水平的不斷提高，我國的電力網絡信息化水平在持續提升，同時，電力系統也對網絡信息水平提出越來越高的要求，高信息化和多元化將會成為未來的發展趨勢[1]。眾所周知，我國的電力生產、管理、經營的崗位和部門都有電力綜合數據的滲透。建設配用電網自動化、調控一體化、電網智能化，要求收集、傳達大量與生產管理、高清會議、遙視遙測等有關的信息數據。對用電單位、變電站等進行電荷數據的采集，然后進行傳輸和處理，進行自動化的配用電。伴隨我國電網發展方式的改變，電網系統對通信網絡的較好的接入業務能力和處理數據能力提出了更高的要求。

1.電力綜合數據網的建設現狀

電力綜合數據網涉及較廣范圍的數據業務，例如：高清會議電視、軟交換、變電站圖像監控、變電站錄音、通信電源監控、通信網絡等。為了實現不同行業和業務對數據網絡不同的要求，電力綜合數據網需要分析不同的方面，例如：丟包率、抖動、寬帶、時延等。變電站錄音、電源監控、通信網絡等都會出現對丟包率較敏感的狀況；高清會議電視和軟交換對網絡數據的綜合指標提出了最高的要求，如果網絡狀態不穩定，伴隨而來的是圖像、聲音出現較大幅度的波動；變電站圖像監控比較敏感的影響著寬帶。所以，電力綜合數據網對于信息技術的安全性、平穩性、先進性、可靠性提出了越來越高的要求。

2.電力綜合數據網的網絡傳輸技術

以電力體系對傳輸數據的要求為基礎，建設電力系統綜合數據網有三大技術原則：首先，要選擇技術成熟、應用性廣泛的主流技術，確保在較長一段時間內電力數據網絡可以達到電力體系的應用要求[2]。其次，要以電力系統提供的業務特點為基礎，進行電力綜合數據網解決方案的選擇，且解決方案必須同時滿足安全、成熟、可靠等要求，從而確保網絡數據安全、平穩、高效、可靠的運行，同時節約一定的生產成本。最后，要對信息技術的發展趨勢和投資的經濟性進行綜合考慮，對于數據網絡的適用性、未來的發展潛力、未來的升級能力進行判斷和提升。

（1）分組交換技術

在網絡交換節點間，分組交換網絡技術利用各種不同的條件如：最短路徑、多種路由、網絡根據通道誤碼、擁塞等選擇最優的路徑。采用分組交換技術，在目的和源頭之間分組實現點對點的單獨發送，而且只有在分組發送的期間，才可占用通信通道，在目的地按照正確的順序進行重新組裝。利用虛電路網絡復用技術，在一條物理電路上鏈接多個用戶終端間的通信。分組交換技術的利用，要求使用多個開關，且數據傳輸的負載允許在其他交換機上分配，設計網絡拓撲結構時，一般情況下，交換節點的中繼通道設置的數量要大于3個，確保線路繁忙或失效時，網絡交換的分組發送正常進行。分組交換技術一般有快速分組和傳統分組兩類，快速分組利用的是中繼技術或ATM技術，而傳統分組利用的是X.25技術。

（2）DDN技術

DDN技術是以網絡方式管理各條不同的專線，一般情況下，在專用網絡上采用DDN技術，利用時隙交叉鏈接的方式可以有利于進行通信線路的調度，線路迂回和接口備份的能力可以提供更加靈活、可靠的專線服務。DDN技術可以提供的寬帶管理更加的全面，高速時可以達到N×64 kb/s，低速運轉時可以達2.4-9.6 kb/s，同時還可提供其他的多種業務接口，例如：數字、音頻、視頻等，有利于接入數據信息、聲音、圖像等業務[3]。但是有一點是要特別注意的，使用DDN接入用戶業務的過程中，寬帶的物理資源是被單獨占據的。

3.電力綜合數據網的組網方案

要對電力綜合數據網的組網方案進行設計和優化，需從接入網絡業務的方便性、靈活性、可靠性、網絡拓撲的結構、交換節點的位置等方面考慮，同時與當地地區通信網的目前狀況和未來規劃相結合。

（1）把當地地區的電力系統通信網的目前發展狀況和未來的城市網絡的發展規劃作為基礎，把電力系統接入數據綜合業務的方便性、靈活性、安全性要求作為依據，對網絡的接入節點和交換節點的位置進行選擇和設置。

（2）按照155/162 Mhit/s寬帶配置光纖通道在交換節點中繼通道處，按Ghit/s級設置升級交換節點的吞吐量。

（3）采用IP協議對數據業務進行接入時，要利用路由器或者局域網端口的方式。利用透明傳輸的模式或者信令解讀的模式對ATM網和程控交換網進行連接[4]。一般情況下，變電站的視頻監控業務是傳輸在變電站和地區調度所之間，對靜態圖像進行編碼，然后傳輸到所管轄地區的調度所，且傳輸頻率較低，而這部分主要占據網絡接入層的寬帶中。

（4）對電力體系或者其他大型廠站的用戶接入交換層節點時，要按照就近入網的原則。如果通道質量較差，則選擇接入設備時要考慮其是否帶有糾錯功能。

（5）建設電力綜合數據網時，可將其按照交換層和接入層兩部分結構進行組建，不僅使得網絡傳輸的負擔得以減輕，還可以使網絡的可靠性得到保障。連接網絡交換節點和鄰近的交換節點時，可以設置2-3個中繼路由，但要引起注意的是，存在于網絡內交換節點間的中繼路由的結構不可設置的太過復雜，以電力綜合流量和其重要程度為前提，把網絡內復雜繁瑣的交換節點按照一定的標準分為核心層和骨干層。

4.對電力綜合數據網的設備類型進行選擇

對電力綜合數據網的設備配置和類型進行選擇，核心層和骨干層分別對應不同的標準，對于核心層來說，應該選擇高端的路由器，且下面所掛的交換機應該滿足三層全千兆的要求；對于匯聚層，應該選擇中端的路由器，且下面所掛的交換機應該滿足三層全千兆的要求；對于接入層，應該配置三層路由的交換機。

為了確保網絡的安全，連接網絡拓撲設計的核心節點時可以使用不完全或完全的網狀網。眾所周知，綜合數據網承載的所有業務中，寬帶業務占據較大的比例份額，同時需求量正在逐步的上漲，E1的鏈路遠遠不能滿足現代發展的要求，所以，建設電力綜合數據網的主干鏈路時，往往是以光纖直連為主要的連接方式，其他的都是作為候補方式[5]。在現實建設過程中，通過光纖雙歸屬將每個站點直接連接到核心站點，在這個過程中大量的纖芯將會被消耗。因此，以電力數據網的特點為前提，如果光纜條件較好，建設電力綜合數據網可采用光纖直連的方式，進而組建網狀式網絡。而POS方式和MSTP以太方式比較適用于重要的站點，有利于組建成雙星型的網絡，核心站點中接入雙歸屬；E1的方式可以在次要的邊緣站點中使用，組成星型網絡。綜合組網拓撲如圖1所示。

圖1 綜合組網拓撲圖

該網絡屬于混合型網絡，在其中接入層、核心層、匯聚層沒有太明顯的分界線，我們可根據實際的操作需要自定義進行層次的劃分。例如：對于大樓中心的機房、500 KV的變電站等光纜條件較好的站點，可將其歸入到核心層站點；對于220 KV的變電站可將其歸入到匯聚層站點一類；對于電力營業廳、高山微波站等不再向其他站點提供接入的站點，可將其歸入到邊緣站點的類別中。

對電力綜合數據網的設備類型進行選擇時，第一步是要命名設計對應的設備。命名時不能隨意，要以網絡裝置和設備的類別、物理位置、設備的網元功能、業務屬性、所屬的網絡層次為前提[6]，并且使用不同的序號對相同網絡層次和物理位置的網絡裝置進行區分，最后的命名形式應該為：公司名稱-節點名稱-設備型號-編號。

核心交換機的處理機構應該采用分布式，且交換引擎應該是非阻塞設計，對AC/DC電源和轉發二、三線速要支持；同時支持多節點的鏈路聚集，使不同節點間的負載均衡和冗余得以提供；對基于端口的、源MAC地址的、源IP地址的、802.1x用戶端口的、協議的802.1Q的無線端口的認證協議進行支持，對無線連接進行劃分可以以用戶認證方式為基礎。

對關鍵組件的選擇，例如：無源機箱、管理模塊、風扇、交換結構、功率供應等，要滿足熱插拔、故障備用切換、全冗余的功能要求；對于雙引擎的使用也提出了更高的要求，切換必須在1 min之內完成[7]；采取一系列的措施，例如：包過濾、防火墻等，對安全策略進行開展和實施，跟蹤和記錄所有的違反規定的數據包。

5.結束語

相比于電信運營商，對于網絡數據的安全性和可靠性，電力系統對此提出了更高的要求，所以，在電力綜合數據網的建設過程中，需要對電力業務的特點、現實需要和發展狀況進行充分的考慮，既要確保電力系統安全、高效、平穩的允許，又要保證信息技術的先進性，合理規劃電力綜合數據網的網絡結構，建設符合電網發展要求和時代要求的綜合數據網絡。

[1]胡衛,沈成彬,陳文.OTN組網應用與進展[J].電信科學,2008,24(9):1-5.

[2]苗臣冠.淺談下一代傳輸網絡的發展方向[J].通信技術,2008,41(7):68-80.

[3]王曄,苗臣冠.新一代傳送網OTN[J].通信技術,2009,5(42):152-154.

[4]李曦.OTN技術在本地傳輸網絡應用探討[J].電信技術,2010(1):55-57.

[5]張紅彬.PTN技術及應用探討[J].電信科學,2008,24(6):6-10.

[6]劉占霞,楊廣強.PTN引入策略及應用模式探討[J].電信技術,2009(6):36-37.

[7]李熙春,姚偉剛,何志明,等.電力數據網絡的應用和安全性[J].江蘇電機工程,2008(3).